本科毕业设计论文《机械设计》课程设计铸造车间型砂输送机的传动装置.docx
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本科毕业设计论文《机械设计》课程设计铸造车间型砂输送机的传动装置
机械设计课程设计说明书
课题名称:
带式运输机传动装置的设计
专业班级:
机械电子工程03班
学生学号:
学生姓名:
学生成绩:
指导教师:
课题工作时间:
2014年12月22日至2015年1月9日
武汉工程大学教务处
目录
第一章设计任务书——铸造车间型砂输送机的传动装置3
第二章传动装置总体设计5
1.系统总体方案的确定5
2.电动机的选择(Y系列三相交流异步电动机)7
3.传动装置的总传动比及其分配9
第三章传动零件的设计计算12
1.V带传动的设计计算12
2.齿轮传动的设计计算 16
第四章轴的设计计算24
1.选择轴的材料及热处理24
2.初估轴径24
3.轴的结构设计25
4.减速器零件的位置尺寸31
第五章润滑方式润滑油牌号及密封装置的选择31
第六章箱体及其附件的结构设计31
第七章减速器的箱体的结构尺寸31
附:
1.心得体会………………………………………………………31
2.参考文献………………………………………………………31
第一章设计任务书——铸造车间型砂输送机的传动装置
1.设计题目:
设计带式运输机的传动装置
2.带式运输机的工作原理
3.原始数据
学号
鼓轮直径D(mm)
输送带速度v(m/s)
输出转矩T(N.m)
1203120310
350
0.85
390
4.工作条件(已知条件)
1)工作环境:
一般条件,通风良好;
2)载荷特性:
连续工作、近于平稳、单向运转;
3)使用期限:
8年,大修期3年,每日两班制工作;
4)卷筒效率:
η=0.96;
5)运输带允许速度误差:
±5%;
6)生产规模:
成批生产。
5.设计内容
1)设计传动方案;
2)设计减速器部件装配图(A1);
3)绘制轴、齿轮零件图各一张(高速级从动齿轮、高速轴);
4)编写设计计算说明书一份(约7000字)。
第2章传动装置总体设计
1.系统总体方案的确定
1)系统总体方案:
电动机?
传动系统?
执行机构
2)初选的三种方案如下:
方案一:
展开式两级圆柱齿轮
方案二:
同轴式两级圆柱齿轮
方案三:
分流式两级圆柱齿轮
3)系统方案的总体评价:
以上三种方案:
方案一中一般采用斜齿轮,低速级也可采用直齿轮。
总传动比较大,结构简单,应用最广。
由于齿轮相对于轴承为不对称布置,因而沿齿宽载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。
方案二中减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可大致相同。
结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴肩润滑较困难。
方案三中一般为高速级分流,且常用斜齿轮,低速级可用直齿或人字齿轮。
齿轮相对于轴承为对称布置,沿齿宽载荷分布较均匀。
减速器结构较复杂。
常用于大功率,变载荷场合。
方案一结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。
由于电动机、减速器与滚筒并列,导致横向尺寸较大,机器不紧凑。
但齿轮的位置不对称,高速级齿轮布置在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。
总的来讲,该传动方案一满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还有结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高等优点。
2.电动机的选择(Y系列三相交流异步电动机)
1)电动机类型和结构型式选择
最常用的的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。
由于启动性较好,也适用于某些要求较高起动转矩的机械。
2)选择电机容量
首先估计传动装置的总体传动范围:
由卷筒的圆周速度V可计算卷筒的转速
工作机所需有效功率
从电动机到工作机主轴之间的总效率η
η=η1×η2×η3×……×ηn
查表2-4知
联轴器的传动效率η1=0.99,有1个
V带传动效率η2=0.96
卷筒轴滑动轴承η3=0.96
滚动轴承η4=0.99,有4对
圆柱齿轮传动η5=0.97,有2个
卷筒效率η6=0.96
故:
查表得:
3)选择电动机的转速
选择电动机转速时
式中:
——电动机转速可选范围
——各级传动的传动比范围
有表2-1查得V带传动常用传动比范围为2-4,圆柱齿轮传动比范围为3-6,其他的传动比都等于1,则电动机转速的可选范围为:
所以电动机转速的范围为(835.38-6683.04)r/min
可见,同步转速为1000r/min、1500r/min、3000r/min的电动机均符合
这里选择常用的同步转速为1500rpm和1000rpm两种
4)确定电动机型号
由表20-1知,电动机型号相关表格如下
方案号
电动机型号
额定功率Kw
电动机转速r/min
电动机质量
Kg
总传动比
参考比价
同步
满载
1
Y132S-6
3
1000
960
63
18.85
3.09
2
Y100L2-4
3
1500
1420
38
27.88
1.87
两个方案均可行,方案2电动机成本低,对选定的传动方案传动比也适中,故选方案2.
选定电动机型号为Y100L2-4,其它主要参数列于下表
电动机型号
额定功率Kw
电动机转速
中心高
mm
外伸轴径mm
轴外伸长度mm
同步
满载
Y100L2-4
3
1500
1420
100
28
60
3.传动装置的总传动比及其分配
1)计算总传动比:
2)各级传动比的分配
传动比选取见表2-1,V带传动常用传动比范围为2-4,圆柱齿轮传动比范围为3-6,对于展开式两级圆柱齿轮减速器,为了使两级的大齿轮有相似的浸油深度,高速级传动比i2和低速级传动比i3可按照下列方法分配:
取V带传动比i1=3,i2=1.3*i3
则减速器的总传动比为
双级圆柱齿轮高速级传动比
双级圆柱齿轮低速级传动比
3)各轴的转速n
电动机转轴转速:
高速轴Ⅰ:
中间轴Ⅱ:
低速轴Ⅲ:
卷筒轴Ⅳ:
4)各轴输入功率P
电动机:
高速轴Ⅰ:
中间轴Ⅱ:
低速轴Ⅲ:
5)各轴输入转矩T
电动机转轴:
高速轴:
中间轴:
低速轴:
将以上计算结果整理后列于下表:
项目
转速
功率
转矩(N.m)
传动比
效率
电动机轴
1420
3
20.18
3
3.64
2.80
0.96
0.9603
0.9603
高速轴I
473.33
2.88
58.11
中间轴II
130.04
2.766
203.13
低速轴III
46.44
2.656
546.18
第3章传动零件的设计计算
1.V带传动的设计计算
1)已知条件
设计此V带传动h时,已知条件有——带传动的工作条件;传递的额定功率;小带轮转速;大带轮转速。
设计内容包括——选择带的型号;确定基准长度、根数、中心距、基准直径以及结构尺寸;初拉力和压轴力。
2)设计步骤
传动带初选为普通V带传动
1 确定计算功率
P为所需传递的额定功率就是电动机额定功率
此输送机每日两班制就是工作16小时,且工作载荷平稳。
由课本P156表8-8查得,工作情况系数
=1.2
则
=1.2*3=3.6kw
2 选择V带型号
小带轮转速即电动机满载转速
=1420r/min
根据
=1.2*3=3.6kw和
=1420r/min查图8-9,选取带型为A型。
3 确定带轮的基准直径
,并验算带速度v
根据V带的带型和电动机的中心高100mm,查表8-9选取小带轮的基准直径
=90mm
验算带速
=3.14*90*1420/60000=6.69m/s
因为带速不宜过高,一般在5m/s 大带轮基准直径 =3*90=270mm 查表8-9,圆整后取 =280mm 4 确定中心距a和基准长度 根据式8-20 可初选中心距a0=500mm =2a0+3.14*(d1+d2)/2+(d2-d1)*(d2-d1)/4a0=2*500+3.14*370/2+190*190/2000=1598.95mm 查表8-2得 =1640mm 实际中心距a=a0+( - )/2=500+(1640-1598.95)/2=521mm amin=a-0.015Ld=496.4mm amax=a+0.03Ld=570.2mm 所以中心距的范围为496.4--570.2mm之间 5 验算小带轮上的包角 =180-(280-90)*57.3/521=159.1°>120° 6 计算带的根数z 查表8-4插值得P0=1.0532kw 查表8-5插值得ΔP0=0.1676kw 查表8-6得 =0.9464 查表8-2得 =0.99 则 =3.6/(1.0532+0.1676)*0.9464*0.99=3.15 故取z=4根 7 计算单根V带的初拉力F0 由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.105kg/m,所以 8 计算压轴力 =2*4*115.12*sin159.1/2=905.68N 带型 计算功率 /kw 带速v/(m/s) 中心距a/mm 基准长度 /mm 小带轮包角α 根数z 小带轮直径 /mm 小带轮直径 /mm A 3.6 6.69 521 1640 159.1° 4 90 280 9 带轮的结构设计 由电动机的外形和安装尺寸知,大带轮采用孔板式、小带轮采用实心式的铸造带轮。 因为选用普通A型V带轮,查表9-1知轮槽截面尺寸: e=15 0.3mm, =9mm, =11mm, =2.75mm, =8.7mm, =6mm 则带轮轮缘宽度B=(z-1)*e+2f=48 0.9mm,取B=50mm 对小带轮: 小带轮的基准直径 =90mm,则 =90+2*2.75=95.5mm 初选孔径d=28mm(与联轴器轴径一样) 则d1=(1.8~2)d=53mm,L=(
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- 机械设计 本科 毕业设计 论文 课程设计 铸造 车间 型砂 输送 传动 装置